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初中物理苏科版（2024）九年级下册
第十五章 电功和电热
第1节 电功
1. 知道电能表的用途、了解电能表一些技术参数的含义。
2. 知道电功的概念，会用电功的公式进行相关问题的分析与计算。
家里的电灯、空调、扫地机器人等工作一段时间后，电能表的示数会发生变化，这说明用电器消耗了电能，即电能转化成了其他形式的能。我们知道，做功的过程总伴随着能量转化，这节课让我们一起学习电流做功。
空调
电灯
扫地机器人
1. 电能表
（1）电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表叫作电能表。
（2）认识电能表：目前，常用的家用电能表是电子式电能表，有些是机械式电能表，如图所示。
机械式电能表
电子式电能表
知识点一、电能表
（3）电子式电能表的技术参数
（以如图所示的电能表分析）
额定电压：220 V
电流规格：10（20）A
频率：50 Hz
电能表常数：2500 imp/（kW·h）
其主要技术参数的含义如下：
①“额定电压220 V”表示是指用电器正常工作时的电压。
②“电流规格10（20）A”，“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“20A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。
③“电能表常数2500imp /（kW·h）”，表示每消耗1kW·h电能，电能表脉冲指示灯闪烁2500次。
（4）机械式电能表的技术参数
电能表的铭牌
电能的单位为千瓦时
“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“20A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。
“220V”表示该电能表正常工作电压为220伏.
“3000r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW · h时的电能，电能表上的转盘转过3000转。
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
（6）电能表的读数
电子式电能表的示数如图所示。连续用电一段时间后，其示数会变化。在实际生活中，供电部门一般仅记录电能表示数的整数部分，并按前后两次记录的数据之差计算电费。
电能表当前的示数为 15372.76kW·h。
（5）电能表的计量单位
电能表的计量单位是千瓦时，符号为 kW·h。
在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
1kW·h＝3.6×106J
①电能表计数器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能： W=W后-W前
（7）通过电能表求用电器消耗电能的方法
甲 乙
例如，小华家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0。九月初的读数如图甲所示，九月末读数如图乙所示，从安装本电能表到九月初她家共用了_______度的电能，九月份她家共用______度电能。
从安装电能表到九月初她家共用1120.9度的电能。
这个月用电量为
W=1282.9kW·h-1120.9kW·h
=162kW·h=162度
162
1120.9
②测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。
例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，求该用电器消耗的电能。

【分析】电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能
W＝ 60r1200r/kW·h?=0.05 kW·h
?
1. 电功的概念
我们知道：家里的用电器工作时，电能表的示数会发生变化，这说明用电器消耗了电能，即电能转化成了其他形式的能量。
各类用电器是如何将电能转化为其他形式的能呢？
电流做的功=消耗的电能
（1）探究电流做功的实质
事例分析一：电风扇运转时，电流通过电动机使其转动，该过程电风扇消耗了电能，把电能转化成了其他形式的能（机械能、内能等）。
我们知道，做功的过程总伴随着能量转化，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。
知识点二、电功
事例分析二：以烧水为例分析
对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，在这过程中，电流做功105焦耳。
电流做功105J=
消耗了105J的电能
其他的一些事例：
白炽灯通电后，电能转化为内能进而转化为光能，供人们照明；
电视机通电后，电能主要转化为光能和声能；
手机充电器通电后，电能主要转化为化学能等。
总结：电流做功的实质
①电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
②对电功的理解
各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。电功的大小可以用来量度用电器消耗的电能的多少。
（2）电功定义： 电流所做的功叫作电功。用字母W表示。是表示电能转化为其他形式能的多少的物理量。
（3）电功大小
研究表明：电功大小与用电器两端的电压、通过的电流和通电时间有关。
①定义式
物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
W=UIt
国际单位：焦耳（J）， 1J=1V·1A·1S
常用单位：千瓦时（kW·h） 1kw·h=3.6×106J
由W＝UIt 和欧姆定律????=???????? 可得:
?
②电功的推导公式
电功的推导公式只适用于纯电阻电路； 而定义式W＝UIt 是普遍适用的公式。
利用电功公式及其变形公式计算时，要注意各物理量的同一性和同时性。
????=????2????????
?
W＝I2Rt
（4）1kw·h可以完成的工作
空调工作约40min
LED （发光二极管）
灯工作100 h
电水壶烧开
约10L水
笔记本计算机
工作约30h
【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关?
【猜想与假设】
电流做功的多少可能与电流有关；可能与电压有关；可能与通电时间有关。
下面我们通过实验探究“影响电功大小的因素”。
【设计实验】实验中用到的方法：
①控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系。
②转化法：比较电灯的亮度判断电功的大小。小灯越亮，电流做功越多。
2. 探究“影响电功大小的因素”
【进行实验】
（1）探究电功与电压的关系
①如图所示，将两个电阻不等的白炽灯泡串联在电路中。闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电压表的示数。
②实验记录
现象：两个白炽灯泡串联在电路中，L1灯更亮，其两端的电压也大。
灯泡
电压（V）
发光情况
L1
2.0
亮
L2
1.0
暗
（2）探究电功与电流的关系
①如图所示，将这两个灯泡并联在电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电流表的示数。
②实验记录
现象：两个灯泡并联在电路中，乙灯更亮，通过的电流也大。
灯泡
电流（A）
发光情况
L1
0.26
亮
L2
0.6
暗
【分析论证】
（1）两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。
（2）两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大，用流做的功越多，灯泡就越亮。
实验结论
进一步实验可得出：
电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比.
视频讲解：探究电功与电压和电流的关系
（1）电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。
（2）电能表的参数：
①计量单位：千瓦时（kW·h），俗称度。
②额定电压: 220V；
③电流规格：例如“10（20）A”表示基本电流为10A，
正常运行的最大电流20A。
④电能表常数：例如“1600imp/kW·h”或“3200r/kW·h”。
（3）测量电能：电能表表盘上前后两次示数之差即消耗的电能。
（1）电功：电流所做的功。计算：W=UIt
（2）单位：国际单位是焦耳（J） 1J=1V×1A×1s
常用单位是千瓦时（kW·h） 1kw·h=3.6×106J
（3）电功的推导公式：W = ????2?????t W＝I2Rt
?
电 功
电功
电能表
1.手机电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为 4000mA·h ，电池电压为 4V ，充满电后，它储存的电能为 J。
用电器
5.76×104
2．小红看她家电能表表盘如图所示，则她家的用电器工作时干路总电流不能超过 A。图中该电能表表盘的某个参数看不清了，于是小红将家里的其他用电器关闭，只让饮水机工作，1min 消耗了1.08×105J 的电能，表盘转了 18 转，则该参数是 r/（kW?h）。
40
600
3．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω , 图乙是小灯泡L的电流与电压的关系图像。当只闭合开关S1 、S2时， 电压表的示数为 6V ，电源电压为 V；当只闭合开关S2 、S3时， 电压表示数为 3V ， R2在 1min 内消耗的电能为 J。
9
7.2

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